STEM & ARDUINO - EERSTE GRAAD - E2CRE8€¦ · mail Graphics worden in High-Res aangeleverd . CURSUS ARDUBLOCK BRAINBOX ARDUINO / AVR / ROBOT December2017 [email protected]

CURSUS ARDUBLOCK BRAINBOX ARDUINO / AVR / ROBOT December2017

[email protected] www.e2cre8.be 1

STEM & ARDUINO - EERSTE GRAAD

BRAINBOX AVR / ARDUINO

ARDUBLOCK www.e2cre8.be - [email protected]

Eerste graad Ardublock Snap4Arduino

Tweede graad Flowcode Arduino IDE

Derde graad Arduino IDE ‘C’ AVR STUDIO ‘C’



INHOUDSOPGAVE

BRAINBOX AVR / ARDUINO .............................................................................................................................. 3

PINOUT ............................................................................................................................................................ 4

BRAINCHART .................................................................................................................................................... 4

ARDUBLOCK ..................................................................................................................................................... 5

CONTROLE INSTRUCTIES ..................................................................................................................................... 5 VARIABELEN ........................................................................................................................................................ 6 PINNEN ................................................................................................................................................................ 7 TEST ..................................................................................................................................................................... 8 WISKUNDE ........................................................................................................................................................... 8

TEKEN UW EIGEN AANSLUITSCHEMA ............................................................................................................... 9

SCHEMA BBA .................................................................................................................................................. 10

VOEDINGSOPTIES ........................................................................................................................................... 11

JUMPER 1: 5V SELECTIE ..................................................................................................................................... 11 JUMPER 2: VOEDING VOOR POWER UITGANGEN ............................................................................................. 12

VASTE ACTUATOREN ...................................................................................................................................... 13

3 VASTE LEDS OP DE BRAINBOX ARDUINO ................................................................................................................ 13 RINGTONES - GELUID ......................................................................................................................................... 14

OUTPUTS ........................................................................................................................................................ 15

O-20 LED AANSTUREN ........................................................................................................................................... 15 O-20 RGB LED AANSTUREN ................................................................................................................................... 17 O-500 DC MOTOR ................................................................................................................................................ 19 O-WARMTE GENEREREN ................................................................................................................................... 21 O-SERVO – HOBBY SERVO MOTOREN ..................................................................................................................... 23

DIGITALE INPUTS – WAAR OF NIET WAAR ...................................................................................................... 25

I-DIG SCHAKELAAR OF DRUKKNOP...................................................................................................................... 25

ANALOGE INPUTS – MEETWAARDE 0-1024 .................................................................................................... 26

I-AN POTENTIOMETER ....................................................................................................................................... 26 I-AN TEMPERATUURMETING MET MCP9700 ............................................................................................................. 27 I-AN LICHTMETING MET FOTOTRANSISTOR ...................................................................................................... 28 I-AN AFSTANDMETING MET INFRAROOD LICHT ................................................................................................ 29

I2C COMMUNICATIE ....................................................................................................................................... 31

I2C LCD .............................................................................................................................................................. 31 LIBRARY INSTALLEREN ....................................................................................................................................... 31 I2C ADRESSEN .................................................................................................................................................... 32



BRAINBOX AVR / ARDUINO

De Brainbox AVR (2016) is 100% compatibel met Arduino maar is meer dan een gewone Arduino Leonardo. Door de stevige schroefconnectors, de 600mA uitgangen, de servo uitgangen en de vele voedingsopties is deze Brainbox zonder Breadboard of Shields meteen bruikbaar voor de meeste projecten die je kan bedenken. Perfect voor onderwijs en hobbydoeleinden door de stevige opbouw en de grote hoeveelheid gratis lesmateriaal.

Stevige schroefconnectors geen breadboard nodig Analoge en digitale IO pins met eigen voedingspinnen (5V en GDN) 4 x 600mA power outputs 2 servo connectors Connector voor HC06 Bluetooth module (communiceer met je smartdevice) I2C, RS232 en SPI connectors Compatibel met Arduino shields Voeding mogelijk via Adapter, USB, Batterij (6V, 9V, 12V), Voeding

Programmeerbaar met Arduino IDE, Flowcode, C en S4A Veel en gratis Nederlandstalig lesmateriaal – zie onder Gratis support door de ontwikkelaar zelf via mail Graphics worden in High-Res aangeleverd



PINOUT

Onder Ardublock gebruiken de de gekleurde PIN nummers (niet die in de grijze kadertjes)

BRAINCHART

Volg deze flowchart om voor elk deelprobleem een gepaste oplossing te bekomen.



ARDUBLOCK

CONTROLE INSTRUCTIES

Controle instructies worden gebruikt om bepaalde instructies een aantal keer uit te voeren, of om afhankelijk van bepaalde voorwaarden bepaalde instructies wel of niet uit te voeren

• Herhaal : Herhaalt onbeperkt de instructies die hieronder geplaatst worden – eeuwige lus.

• Program : Dit is de typische arduino methode waarbij setup instructies aan het begin van het programma geplaatst worden en daarna alle andere instructies in een eeuwige lus gezet worden.

• Als…dan : Als de voorwaarde ‘waar’ is (niet 0), dan worden deze instructies uitgevoerd.

• Als…dan…anders : Als de voorwaarde ‘waar’ is (niet 0), dan worden deze instructies uitgevoerd, anders worden de instructies onder ‘anders’ uitgevoerd.

• Zolang…doe : Zolang een bepaalde voorwaarde waar is, worden deze instructies uitgevoerd

• Herhaal : Herhaal deze instructies een beperkt aantal keer • Herhaal en tel bij : Herhaal deze instructies een beperkt aantal keer en verhoog de

variabele x telkens met 1 • Herhaal tussen grenzen : (als start > stop) Geef variabele x bij de start de waarde 1, blijf deze

instructies uitvoeren zolang x kleiner of gelijk is aan 5, en verhoog de variabele x telkens met 1 (als start < stop) Geef variabele x bij de start de waarde 5, blijf deze

instructies uitvoeren zolang x groter of gelijk is aan 1, en verlaag de variabele x telkens met 1

• Delay MILLIS : zal er voor zorgen dat het programma gedurende dit aantal milliseconden geen andere instructies uitvoert



• Delay MICROS : zal er voor zorgen dat het programma gedurende dit aantal microseconden geen andere instructies uitvoert

Subroutines worden door iets meer ervaren programmeurs vaak gebruikt om wat langere programma’s op te delen in deelprogramma’s of om veel voorkomende zelfde blokken met instructies samen te voegen in één blok dat telkens kan worden aangeroepen.

VARIABELEN

Variabelen zijn kleine geheugenplaatsen in de microcontroller die gegevens kunnen onthouden om ze later in het programma terug te gebruiken. Voor verschillende soorten gegevens bestaan er verschillende soorten variabelen:

• Integer : kan waarden opslaan tussen -32,768 en 32,767 (merk op dat de vorm driehoekig is)

• Bool : kan enkel 1 of 0 opslaan – waar of niet waar (merk op dat deze vorm rond is)

• Decimal number : kan kommagetallen opslaan (ook double genoemd) • Char : kan een karakter opslaan • String : kan een tekst (opeenvolgende karakters) opslaan

Variabelen kunnen ook worden omgezet naar andere types variabalen, meestal met het doel om ze ergens als tekst te tonen.



• Map : zet de waarde – die betallen kan bevatten van 0 tot 1024 om naar een evenredige waarde tussen 0 en 255

• Integer naar tekst : zet een getal van het type integer om naar een tekst zodat deze op een scherm of LCD kan getoond worden.

• Digital naar tekst : zet een getal van het type digital om naar een tekst zodat deze op een scherm of LCD kan getoond worden.

PINNEN

Deze instructies zijn specifiek om input pins in te lezen of output pins aan te sturen.

INPUT OUTPUT SPECIALE FUNCTIE

Digitale pin : lees de toestand in, van een digitale input – 1 of 0 – van het type Bool

Analoge pin : Lees de toestand in van een analoge input – 0-1024 – van het type integer

Digitale pincode instellen : Maak digitale output pin D2 hoog

Analoge pincode instellen : Zet het signaal van de analoge output pin op waarde van 0 tot 255 (PWM signaal)

Toggle digital pin : verander de waarde van deze digitale pin (0->1 of 1->0)

Servo : bepaal de hoek van een servomotor op deze pin tussen 0 en 180°

Toon : genereer een hoorbare toon van 440Hz op deze pin gedurende 1000msec (Toon functie van Brainbox Robot is beter)



TEST

Met deze test instructies kunnen we twee variabelen vergelijken. Voor elk type variabele bestaan er dus ook verschillende instructies met bijpassende vormen. Het resultaat van een vergelijking kan enkel ‘waar’ of ‘niet waar’ zijn en is dus steeds van het type ‘bool’.

INTEGER BOOL CHAR STRING

• > kleiner dan • < groter dan

• == is gelijk aan • >= groter of gelijk aan

• <= kleiner of gelijk aan • != niet gelijk aan

WISKUNDE

Onze microcontroller kan ook de meest gebruikte wiskundige functies uitvoeren, al moet hier wel gezegd worden dat complexe functies op grote getallen heel wat rekenkracht en dus ook tijd kunnen vragen.

• +/-/x/: : normale wiskundige functies op integers • % : rest van een deling (10%3 = 1) • Abs : Absloute waarde van een getal • Macht : macht van ene getal • Wortel, sin, cos, tan : wortel, sinus, cosinus, tangens van een getal • Random : genereer een willekeurig getal tussen min en max • Map : zet de waarde – die betallen kan bevatten van 0 tot 1024 om naar een evenredige

waarde tussen 0 en 255 • To int : zet een karakter om naar een waarde • Beperking : beperkt de min en max van een bepaald getal x – als x > 255 -> x=255; als x<0 -> x=0



TEKEN UW EIGEN AANSLUITSCHEMA



SCHEMA BBA

Vbatt(6Vm

ax)

GN

D

9-20V DC

9-20V DCSERVO/11

GN

D+5V

SERVO

BUZZER ++

5.0V regulator

22uFC16

+5V OK

1K

1K

10K

+5V

/RESET

+5V

GN

D

0/RX

1/TX

VUSB

+3.3V

+5V

SERVO/12

CON

N FO

R HC06 BT M

ODU

LE

Buzzer/7

13/LED

ARDUIN

O SHIELD CO

NN

ECTORS

23/A522/A4

21/A320/A219/A118/A0VinGND

GND5V3.3VRESET

A5/23+5V

GN

DA4/22

+5VG

ND

A3 /21+5 V

GN

DA2/20

+5VG

ND

A1/19+5V

GN

DA 0/18

+5VG

ND

ANALO

G &

DIGITAL IO

NC

HWB

13/LED

5/PWM

10/PWM

9/PWM

8/DOU

T6/PW

M

12/SERVO

4/DOU

T

+5V

GN

D

AVCC

AGND

AREF

23/A5 DIN

22/A4 DIN

21/A3 DIN

20/A2 AIN

19/A1 AIN

18/A0 AIN

+5V

RD-

RD+

UG

ND

RXLED/17

SCK/15

MO

SI/16

MISO

/14

SERVO/11

RESET

+5V

GND

XTAL1

XTAL2

3/SCL

2/SDA

0/RX

1234

44

43

42

41

40

39

38

37

36

35

32

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

23

ATMEL

ATmega32U

4

5678910

33323130292827262524

VUSB

UCAP

211/TX

22TXLED

GND

+5V

Buzzer/7

16MHz

XTAL1XTAL2

1K

RXLED/17

1K

TXLED

SDA/2SCL/3

RX/0TX/1

DIGITAL

COM

MU

NICATIO

N

I2C – RS232

5V3V3

GN

D

POW

ER O

UT

1112

13GNDAREF

2/SDA3/SCL

0/RX1/TX

23456

7

89

10

ARDUIN

O SHIELD CO

NN

ECTORS

1111 1A2A3A4A

L293D

V-POW

ER+5V

816

3611

14

412513

1,2EN

3,4EN

+5V1927

1015

V-POW

ER

V-POW

ER

V-POW

ER

V-POW

ER

10/PWM

5/PWM

6/PWM

9/PWM

D10D9

D5D6

PWM

POW

ER O

UTPU

T 600m

A max

D4G

ND

D8G

ND

DIGITAL IO

40m

A max

USB

5V FROM

5V SOU

RCE SELECT

Vbatt-0.7VADAPTER

Place only 1 jum

per

Place only 1 jum

per

5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

V-POW

ER SOU

RCE SELECT

100nFC8

22uFC16

100nFC8

3.3V regulator

+5VVin

+5V

1uFC10

22pFC5-C11

r

R5D1

D2

D3

IC2LD1117S50

IC3LP2985-33

R9

+5V

MO

SI/16

GN

D

SCK/15

RESET

MISO

/14ISP

5V

R8

R6R7

GN

D

USB

VUSB

RD-

RD+10K

R2

PTC fuse 500m

A

C2100nF

C122uF

22R

22R

VARISTOR

VARISTOR

V1V2

R3R4

AREFU

CAP+5V

+5VC3100nF

C4100nF

C13100nF

C141uF

CHOKE

C121uF

10K

HWB

AVCC

L122uFC15

100uFC7

BR

AIN

BO

X AR

DU

INO

SC

HG

IA

TIC

– WW

W.G

2C

RG

8.B

G



VOEDINGSOPTIES

JUMPER 1: 5V SELECTIE

JUMPER 1 OP POSITIE: “USB”

• De 5V komt nu vanuit de USB poort van de PC. De voorwaarde is wel dat de USB kabel is aangesloten. • Imax voor een USB poort ligt op 500mA – een self resetting fuse op de Brainbox zal deze stroom

beperken tot die 500mA. • De stroom voor de H-brug kan nooit uit de USB poort getrokken worden

JUMPER 1 OP POSITIE: “5V FROM ADAPTER”

• De voeding komt van een adapter of van een batterij. • De adapter moet minimaal 6V en mag maximaal 15V leveren. • De batterij moet minimaal 6V en mag maximaal 15V leveren. • De LD1117S50 spanningsregelaar moet hiervan een stabiele 5V maken. De maximale stroom door

deze regelaar is bepaald op 500-600mA.

JUMPER 1 OP POSITIE: “VBATT-0.7V”

• Links: Situatie met 4x AA batterij in serie (opgelet: volle oplaadbare AA batterijen hebben helemaal in het begin een spanning van 1.55v/cel. 4×1.55V/cel = 6.2V)

• Rechts: Situatie met een 6V loodzuur accu



Enkel spanningen die tussen 4.5V en 6.2V liggen mogen op deze manier worden aangesloten. De diode vlak na deze ingang zal deze spanning met 0.7V verminderen om zo de uC nooit boven de 5.5V te voeden.

JUMPER 2: VOEDING VOOR POWER UITGANGEN

Deze 3 jumperpositie dienen enkel om de keuze te maken voor de voedingsspanning van de H-brug IC.

JUMPER 2 OP POSITIE: “5V FROM ADAPTER”

Met de jumper op deze positie wordt de stabiele spanning van 5V, die uit de LD1117S50 spanningsregelaar komt, gekoppeld aan de V-POWER ingang van de H-brug. De belastingen aan de H-brug zullen in deze situatie dus met 5V signalen bestuurd worden.

Let er op dat in deze situatie de maximale stroom uit de 4 uitgangen van de L293D, samengeteld, de 500mA niet mag overschrijden.

JUMPER 2 OP POSITIE: “7-16V”

De voeding voor de H-BRUG wordt vlak voor de LD1117S50 spanningsregelaar afgetakt. De spanning is nu afhankelijk van de uitgangsspanning van de netspanningsadapter of van de batterij, maar moet steeds boven de 6V liggen voor de 5V voor de uC. Diode D3 haalt er nog 0.7V af.

JUMPER 2 OP POSITIE: “VBATT”



VASTE ACTUATOREN

3 VASTE LEDS OP DE BRAINBOX ARDUINO

De led aan PIN13 en de RXled aan PIN17 en de TXLED aan PIN30 zijn vast aangesloten op de uC. We

gebruiken deze leds voor onze eerste programmeerervaringen en later ook om fouten op te sporen in grotere

programma’s.

L293DH-BRIDGE

USB

TXLED

+5V OK

D13

D11 D12

SERVO

BUZZER D7

BRAINBOX ARDUINO

Vbatt(6Vm

ax)G

ND

9-16V DC

9-16V DCUSB5V FROM

5V SOURCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP

D4GNDD8GND SDA/2SCL/3D10D9D5 D6 RX/0TX/1

+5V

GND

RX/0

TX/1

A5/23+5V GND A4/22+5V GND A3/21+5V GND A2/20+5V GND A1/19+5V GND A0/18+5V GND

V-POWER SOURCE SELECT

RXLED/17

5V 3V3 GND

ADAPTER

Plac

e on

ly

1 ju

mpe

rPl

ace

only

1

jum

per 5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

XUMPER1

XUMPER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMELATmega32U4

ARDUINO SHIELD CONNECTORS

23/A

522

/A4

21/A

320

/A2

19/A

118

/A0

Vin

GN

D

GN

D 5V3.

3VRE

SET

NC5V

11 12 13 GN

DAR

EF2/

SDA

3/SC

L

0/RX

1/TX

2 3 4 5 6 7 8 9 10

In een eeuwige loop zullen de 3 leds gedurende 500msec aan zijn, en dan weer 500msec uit zijn.

Oef1: maak een looplichtje bl-ro-ge-ro-bl-ro-ge…

Oef 2: test hoe klein je de delays kan maken zodat je geen flikkering meer ziet – je hebt nu de traagheid van je oog bepaald. Wist je dat films ook maar 25 beelden per seconde tonen?

RXLED – PIN 17

LED – PIN 13

TXLED – PIN 30

msec = milliseconde

Er gaan 1000msec in 1 seconde

HIGH = HOOG = AAN = 1

LOW = LAAG = UIT = 0



RINGTONES - GELUID

De kleine zwarte cilinder is een luidspreker die hoorbaar geluid kan produceren. Deze hangt aan PIN7

L293DH-BRIDGE

USB

TXLED

+5V OK

D13

D11 D12

SERVO

BUZZER D7

BRAINBOX ARDUINO

Vbatt(6Vm

ax)G

ND

9-16V DC

9-16V DCUSB5V FROM

5V SOURCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP


+5V

GND

RX/0

TX/1



RXLED/17

5V 3V3 GND

ADAPTER

Plac

e on

ly

1 ju

mpe

rPl

ace

only

1

jum

per 5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

XUMPER1

XUMPER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMELATmega32U4


23/A

522

/A4

21/A

320

/A2

19/A

118

/A0

Vin

GN

D

GN

D 5V3.

3VRE

SET

NC5V

11 12 13 GN

DAR

EF2/

SDA

3/SC

L

0/RX

1/TX

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Oef 1: maak één stabiele toon en verhoog de frequentie telkens met 500Hz tot je de toon niet meer kan horen. Jonge kinderen horen in principe tonen tot 20.000Hz, maar door sterke geluiden neemt je gehoor af. Hoe zit het bij u?

Oef 2: maak je eigen ringtone – zoek een kort muziekstukje op het internet en gebruik deze tabel om dit om te

zetten naar een programma. Veel succes.

Het linkse programma is een politiesirene

Het rechtse is een eenvoudige melodie

Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz Hz C /B# 16,4 32,7 65,4 130,8 261,6 523,3 1046,5 2093,0 4186,0 8372,0 C# /Db 17,3 34,6 69,3 138,6 277,2 554,4 1108,7 2217,5 4434,9 8869,8 D 18,4 36,7 73,4 146,8 293,7 587,3 1174,7 2349,3 4698,6 9397,3 D# / Eb 19,4 38,9 77,8 155,6 311,1 622,3 1244,5 2489,0 4978,0 9956,1 E / Fb 20,6 41,2 82,4 164,8 329,6 659,3 1318,5 2637,0 5274,0 10548,1 F / E# 21,8 43,7 87,3 174,6 349,2 698,5 1396,9 2793,8 5587,7 11175,3 F# / Gb 23,1 46,2 92,5 185,0 370,0 740,0 1480,0 2960,0 5919,9 11839,8 G 24,5 49,0 98,0 196,0 392,0 784,0 1568,0 3136,0 6271,9 12543,9 G# / Ab 26,0 51,9 103,8 207,7 415,3 830,6 1661,2 3322,4 6644,9 13289,8 A 27,5 55,0 110,0 220,0 440,0 880,0 1760,0 3520,0 7040,0 14080,0 A# / Bb 29,1 58,3 116,5 233,1 466,2 932,3 1864,7 3729,3 7458,6 14917,2 B / Cb 30,9 61,7 123,5 246,9 493,9 987,8 1975,5 3951,1 7902,1 15804,3 0ctaaf 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Buzzer PIN D7

Frequentie

- Aantal golven per seconde - Wordt uitgedrukt in hertz (Hz)



OUTPUTS

O-20 LED AANSTUREN

1. Kies een kleur van led. 2. Sluit de juiste voorschakelweerstand aan. Hier horen normaal berekeningen bij, maar met deze vuistregel

werkt alles ook behoorlijk en blijft de stroom beperkt tot 10mA ongeveer. Gebruik hiervoor een weerstand van 330 Ohm bij rode, oranje, groene en gele leds en gebruik een weerstand van 220 ohm bij alle andere leds.

+ + + + + + +

330 Ohm 220 Ohm

3. Let op dat een led een polariteit heeft. Sluit deze correct aan. (trucje: KNAP…Kathode Negatief – Anode Positief)

4. Sluit de led aan op één van de IO pins van de Brainbox Arduino

L293DH-BRIDGE

USB

TXLED

+5V OK

D13

RESET

D11 D12

SERVO

BUZZER D7

BRAINBOX ARDUINO

Vbatt(6Vm

ax)G

ND

9-16V DC

9-16V DCUSB5V FROM

5V SOURCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP


+5V

GND

RX/0

TX/1



RXLED/17

5V 3V3 GND

ADAPTER

Plac

e on

ly

1 ju

mpe

rPl

ace

only

1

jum

per 5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

XUMPER1

XUMPER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMELATmega32U4


23/A

522

/A4

21/A

320

/A2

19/A

118

/A0

Vin

GN

D

GN

D 5V3.

3VRE

SET

NC5V

11 12 13 GN

DAR

EF2/

SDA

3/SC

L

0/RX

1/TX

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Calculated resistor

LED

L293DH-BRIDG

E

USB

TXLED

+5V OK

D13

RESET

D11D12

SERVO

BUZZER

D7

BR

AIN

BO

X AR

DU

INO

Vbatt(6Vmax)

GND 9-16V DC 9-16V DCU

SB5V FRO

M

5V SOU

RCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MO

SI/16

GN

D

SCK/15

RESET

MISO

/14ISP

D6G

ND

D8G

ND

SDA/2SCL/3

D10D9

D5D6

RX/0TX/1

+5V

GN

D

RX/0

TX/1

A5/23+5V

GN

DA4/22

+5VG

ND

A3/21+5V

GN

DA2/20

+5VG

ND

A1/19+5V

GN

DA0/18

+5VG

ND

V-POW

ER SOU

RCE SELECT

RXLED/17

5V3V3

GN

D

ADAPTER

Place only 1 jumper

Place only 1 jumper

5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

XUM

PER1

XUM

PER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMEL

ATmega32U

4

ARDUIN

O SHIELD CO

NN

ECTORS

23/A522/A4

21/A320/A219/A118/A0

VinGND

GND5V

3.3VRESET

NC5V

1112

13GNDAREF2/SDA3/SCL

0/RX1/TX

23456

7

8910

23 A5

5V

GND

22 A4

5V

GND

21 A3

5V

GND

20 A2

5V

GND

19 A1

5V

GND

18 A0

5V

GND

5

6

9

10

PWM6

PWM9

PWM3

PWM4

D11 D12

SERVO

D13 13 PWM7

11 125V 5V

GND GND

PWM1

PWM

GND

GND

5V

3V3GND

8

4

3

21

0

SCL

SDATX

RX

BUZZER

7

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP

165V

GNDRESETMOSI

14MISO15SCK

INT0

INT1INT2

INT3

+5V

GND

RX/0

TX/101

RXTX INT2

INT3

5VGND

PF0 ADC0

PF1 ADC1

PF4 ADC4

PF5 ADC5

PF6 ADC6

PF7 ADC7

PC7PB2PB3PB1PD2

PD3

PD2

PD3PD1

PD0

PB6

PB5PD7

PC6

PD4

PB4

ADC8

ADC11

PE6

PB7 PD6

RXLED/1717PB0

4 power outputs 600mA/pin

Can only be used as output!

Voltage selectable with jumper 2

Multiple powering optionsRefer to extra datasheet for details ARDUINO

IDEATMEGA32U4

PROCESSOR

TXLEDPD5

! Absolute max per pin = 40mARecommended = 20mAAbsolute max 200mA for entire package

GND

7-16V 2.1mm

5. Indien u de led ook wil dimmen, sluit de led dan aan op één van de pins. De power output PWM pins mogen hiervoor ook gebruikt worden (D5, D6, D9, D10) maar houd er wel rekening mee dat u de spanning op deze pins moet instellen met jumper 2 (best ook op 5V).

Een led mag nooit meer dan 20mA uit een pin van een microcontroller trekken!



Led tussen D4 en GND zal aan en uit-gaan – telkens gedurende 300msec.

Led tussen SCL/3 (D4 heeft geen PWM functie) en GND zal rustig aan harder gaan branden. 0= helemaal uit, 255 is helemaal aan. In 255 stappen, telkens met een delay van 10msec zal de led harder gaan branden – Na 2.55 seconden herhaalt alles zich terug.

PWM:

PWM staat voor Pulse Width Modulation en dit zal de pin gedurende een bepaalde tijd hoog maken en daarna gedurende een bepaalde tijd laag maken. Hoe langer de pin hoog is – hoe harder de led zal branden. PWM is regelbaar tussen 0 en 255.

Met PWM kunnen we led dimmen, maar ook de snelheid van DC Motoren regelen.

Opgaven:

• Maak een verkeerslicht met een rode, een groene en een oranje led • Gebruik ook een lichtsensor – als het donkerder wordt moet de led harder gaan branden en

omgekeerd. • Gebruik een temperatuursensor – als de temperatuur goed is moet een groene led branden, te hoog =

rode led, te laag = blauwe led



O-20 RGB LED AANSTUREN

1. RGB leds zijn niet meer dan 3 leds (een rode, een groen en een blauwe led) samen in één behuizing. Door deze 3 kleuren te mengen kunnen alle andere kleuren gemaakt worden.

2. We gebruiken weerom onze vuistregel voor de bepaling van de waarde van de voorschakelweerstand.

+ + + + + + +

330 Ohm 220 Ohm

3. Let op de correcte aansluiting van anode en kathode. Er is hier één gemeenschappelijke Kathode voor de 3 leds.

4. In principe kan je deze RGB led op eender welke 3 digitale IO pins aansluiten. Wij verkiezen echter om onze

RGB led op 3 PWM pins aan te sluiten. Op onze Brainbox Arduino zijn er enkel op de power outputs 3 PWM pins naast elkaar te vinden. Als we jumper 2 op positie “5V from adapter” zetten, dan gedragen deze uitgangen zich als gewone 5V uitgangen. !! vergeet ook zeker niet dat deze power uitgangen niet werken op USB power – enkel op adapter of battery power.

L293DH-BRIDGE

USB

TXLED

+5V OK

D13

RESET

D11 D12

SERVO

BUZZER D7

BRAINBOX ARDUINO

Vbatt( 6Vm

ax)G

ND

9-16 V DC

9-16V DCUSB5V FROM

5V SOURCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP


+5V

GND

RX/0

TX/1



RXLED/17

5V 3V3 GND

ADAPTER

Plac

e on

ly

1 ju

mpe

rPl

ace

only

1

jum

per 5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

XUMPER1

XUMPER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMELATmega32U4


23/A

522

/A4

21/A

320

/A2

19/A

118

/A0

Vin

GN

D

GN

D 5V3.

3VRE

SET

NC5V

11 12 13 GN

DAR

EF2/

SDA

3/SC

L

0/RX

1/TX

2 3 4 5 6 7 8 9 10

220 Ohm

330 Ohm

Op stand 7,5V zetten



De 3 leds van de RGB led gaan afzonderlijk aan en uit.

De 3 leds zullen gelijkmatig harder gaan branden – als ze allerdrie op hun maximum staan gaan ze terug uit. We maken hier gebruik van 3 PWM uitgangen. In 255 stappen, telkens met een delay van 10msec zullen de leds harder gaan branden – Na 2.55 seconden herhaalt alles zich terug.

Opgaven:

• De intensiteit van elke led is in te stellen tussen 0 en 255 – door de kleuren van de 3 leds te mengen geeft dat dus 255x255x255 = 16.581.375 verschillende kleuren. Maak nu je eigen lievelingskleur.

• Gebruik een temperatuursensor – als de temperatuur goed is moet de groene led branden, te hoog = rode led, te laag = blauwe led



O-500 DC MOTOR

DC motortjes zijn ideaal om bepaalde voorwerpen in beweging te brengen. Ze

zijn beschikbaar met of zonder tandwielkast. Ze trekken te veel stroom voor de

20mA uitgangen van de uC. Daarom gebruiken we hier een dubbele H-brug om

zo 4 uitgangen van 600mA te hebben. Dat is voldoende voor de meeste kleine

DC motortjes. Als je de DC motortjes ook nog in snelheid wil regelen kan je hiervoor best PWM gebruiken.

DC motor Uit CD speler gesloopt…. (Farnell, DX.com, Conrad, Opitec)

5. Sluit je DC motor aan op een afzonderlijke voeding en meet het stroomverbruik in belaste toestand (met

de DC motor in de toepassing die je wil aandrijven). Dit stroomverbruik mag niet boven de 500mA uit komen.

6. Zet jumper 2 in de positie 7-12V. De motor zal nu dezelfde spanning krijgen als de adapter geeft. Zet de adapter op 7Volt

7. Aansluiting DC motor: merk op dat de DC motor op verschillende manieren kan worden aangesloten. Motor 1 gebruikt maar 1 van de 4 uitgangen, maar kan daardoor slechts in 1 richting draaien. Motor 2 gebruikt 2 uitgangen, maar kan daardoor zowel vooruit als achteruit draaien.

L293DH-BRIDGE

USB

TXLED

+5V OK

D13

RESET

D11 D12

SERVO

BUZZER D7

BRAINBOX ARDUINOVbatt

(6Vmax)

GN

D9-16V DC

9-16V DCUSB5V FROM

5V SOURCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP


+5V

GND

RX/0

TX/1



RXLED/17

5V 3V3 GND

ADAPTER

Plac

e on

ly

1 ju

mpe

rPl

ace

only

1

jum

per 5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

XUMPER1

XUMPER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMELATmega32U4


23/A

522

/A4

21/A

320

/A2

19/A

118

/A0

Vin

GN

D

GN

D 5V3.

3VRE

SET

NC5V

11 12 13 GN

DAR

EF2/

SDA

3/SC

L

0/RX

1/TX

2 3 4 5 6 7 8 9 10


MOTOR 1 MOTOR 2

Enkel vooruitSnelheid regelbaar

Vooruit & achteruitSnelheid regelbaar

L293DH-BRIDGE

USB

TXLED

+5V OK

D13

RESET

D11 D12

SERVO

BUZZER D7

BRAINBOX ARDUINO

Vbatt(6Vm

ax )G

ND

9-16 V DC

9-16V DCUSB5V FROM

5V SOURCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP


+5V

GND

RX/0

TX/1



RXLED/17

5V 3V3 GND

ADAPTER

Plac

e on

ly

1 ju

mpe

rPl

ace

only

1

jum

per 5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

XUMPER1

XUMPER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMELATmega32U4


23/A

522

/A4

21/A

320

/A2

19/A

118

/A0

Vin

GN

D

GN

D 5V3.

3VRE

SET

NC5V

11 12 13 GN

DAR

EF2/

SDA

3/SC

L

0/RX

1/TX

2 3 4 5 6 7 8 9 10

1,2V AAN

iMh

1,2V

AA

NiM

h1,2V AA

NiM

h

1,2V

AA

NiM

h +

Motor 1 zal 3 seconden vooruit draaien en dan gedurende 2 sec stoppen.



(tekening rechts) Motor 2 zal

• Eerst 2 seconden stoppen • Dan twee seconden vooruit draaien tegen maximale

snelheid • Dan terug twee seconden stoppen • En als laatste twee seconden achteruit draaien tegen

maximale snelheid

(tekening onder) Motor 2 draait in twee richtingen. In elke richting start de snelheid op 0 en verhogen we die elke 30msec tot die 255 bereikt. Dan keren we de richting om. Met pin D10 bepalen we de draairichting, met pin D9 de snelheid.

Merk op dat:

• Als D10 hoog is, een PWM signaal van 255 betekent dat de motor stilstaat en een PWM signaal van 0 de motor maximaal laat draaien.

• De motor bij lage PWM waarden nog niet draait – dat komt omdat de motor dan nog niet voldoende kracht krijgt om de tandwielkast rond te draaien.

PWM:

PWM staat voor Pulse Width Modulation en dit zal de pin gedurende een bepaalde tijd hoog maken en daarna gedurende een bepaalde tijd laag maken. Hoe langer de pin hoog is – hoe harder de motor zal draaien als de DIR pin laag is. PWM is regelbaar tussen 0 en 255.

Als de DIR pin hoog is moeten we omgekeerd redeneren: hoe hoger het PWM signaal, hoe trager de motor zal draaien.



O-WARMTE GENEREREN

Om warmte te genereren – bijvoorbeeld om een maquette van een huis te verwarmen – gebruiken we 2

weerstanden van 22 Ohm-2Watt in serie. Opgelet want deze weerstanden kunnen warmer worden dan

100°C!

L293DH-BRIDGE

USB

TXLED

+5V OK

D13

RESET

D11 D12

SERVO

BUZZER D7

BRAINBOX ARDUINO

Vbatt(6Vm

ax)G

ND

9-16V DC

9-16V DCUSB5V FROM

5V SOURCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP


+5V

GND

RX/0

TX/1



RXLED/17

5V 3V3 GND

ADAPTERPl

ace

only

1

jum

per

Plac

e on

ly

1 ju

mpe

r 5V FROM ADAPTER7-16VVBatt

XUMPER1

XUMPER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMELATmega32U4


23/A

522

/A4

21/A

320

/A2

19/A

118

/A0

Vin

GN

D

GN

D 5V3.

3VRE

SET

NC5V

11 12 13 GN

DAR

EF2/

SDA

3/SC

L

0/RX

1/TX

2 3 4 5 6 7 8 9 10

9-12V DC

22R-2Watt 22R-2Watt! Temperatuur > 100°C

Berekening:

• We voeden de BBA met een adapter of voeding van 12 Volt

• De 4 paarse power aansluitingen kunnen maximaal 500mA stroom schakelen – hier willen we

ruim onder blijven. We kiezen een stroom van 300mA.

• R= U/I 12Volt/300mA = 40 Ohm.

• 2 weerstanden van 22 Ohm in serie maken een totale weerstand van 44 Ohm – OK

• P= UxI In deze weerstanden wordt een vermogen gedissipeerd van:

12Volt x 300mA = 3.6 Watt

• We selecteren een weerstand met een vermogen van slechts 2Watt – die zal niet stukgaan bij

3.6 Watt, maar zal wel heel warm worden.



Dit programma maakt powerpin D5 – die 500mA kan leveren – hoog. Hierdoor zal er een stroom van iets

minder dan 300mA door de weerstanden in serie vloeien. Opgelet, want dit kan deze weerstanden opwarmen

tot boven de 100°C.

Uitschakelen doet u simpelweg door deze pin terug laag te maken.

Bij dit programma hebben we de analoge uitgang gebruikt op powerpin D5. Door een getal van 0-255 in te

geven kunnen we het vermogen op deze pin regelen tussen 0 en 100%

• Als we de variabele ‘WARMTE’ op 0 zetten, dan zal de weerstand niet opwarmen

• Bij 128 zal deze weerstand 50% van z’n maximale temperatuur bereiken

• Bij 255 zal deze weestand z’n maximale temperatuur bereiken

Uitdagingen:

• Sluit een potentiometer aan en regel hiermee de temperatuur van de weerstanden tot die exact 60°C

is.

• Sluit een temperatuursensor aan en regel daarmee de temperatuur in een schoendoos naar 30°C – of

van een kamer in uw maquette naar 21°C.

• Je kan in principe 4 afzonderlijke verwarmingen maken – voor 4 kamers in uw huis….



O-SERVO – HOBBY SERVO MOTOREN

L293DH-BRIDGE

USB

TXLED

+5V OK

D13

RESET

D11 D12

SERVO

BUZZER D7

BRAINBOX ARDUINO

Vbatt(6Vm

ax)G

ND

9-16V DC

9-16V DCUSB5V FROM

5V SOURCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP


+5V

GND

RX/0

TX/1



RXLED/17

5V 3V3 GND

ADAPTER

Plac

e on

ly

1 ju

mpe

rPl

ace

only

1

jum

per 5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

XUMPER1

XUMPER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMELATmega32U4


23/A

522

/A4

21/A

320

/A2

19/A

118

/A0

Vin

GN

D

GN

D 5V3.

3VRE

SET

NC5V

11 12 13 GN

DAR

EF2/

SDA

3/SC

L

0/RX

1/TX

2 3 4 5 6 7 8 9 10


Op onze BBA kunnen we standaard 2 servomotoren aansluiten.

Hobby Servomotortjes zijn ideaal om een bepaalde relatief nauwkeurige, krachtige maar beperkte roterende

beweging te veroorzaken. Onze servomotortjes kunnen ongeveer 120° verdraaien. De servomotortjes die wij

gebruiken komen uit de modelbouwwereld en worden daar gebruikt om allerlei op afstand bestuurde

modellen te besturen. Zo worden ze gebruikt in de stuurinrichting van wagens, in de hoogte- en rol-roeren van

vliegtuigen en in helikopters.

Er bestaan 2 verschillende formaten, de mini en normale servomotoren en die zijn leverbaar in allerlei

verschillende versies en kwaliteiten. Daarnaast bestaan er ook nog aangepaste servomotoren die continu

kunnen blijven ronddraaien. Deze aanpassingen kan je ook zelf doen aan bestaande servomotoren a.d.h.v. de

vele handleidingen die je hierover op het internet kan vinden.

Mini servo Normal servo Continue rotatie servo

Conrad: 6.99€

China: 1.12€

Conrad: 10.00€

China: 4.00€

Conrad: -

China: 5.00€

2 servo outputs



Dit programma beweegt de as van een servomotor op pin D11 traag van 0° naar 180° en daarna nog

trager terug van 180° naar 0°



DIGITALE INPUTS – WAAR OF NIET WAAR

I-DIG SCHAKELAAR OF DRUKKNOP

8. Raadpleeg de datasheet of gebruik je multimeter om de schakelaar of drukknop door te meten. Wij hebben hier gekozen voor een eindeloopschakelaar.

9. Schakelaars en drukknoppen worden best op onderstaande manier aangesloten om de ingangen van de microcontroller te beveiligen wanneer de pin in de software foutief als output zou geschakeld worden.

10. Sluit de schakelaar of drukknop aan – aan één van de digitale IO-pins.

L293DH-BRIDGE

USB

TXLED

+5V OK

D13

RESET

D11 D12

SERVO

BUZZER D7

BRAINBOX ARDUINOVbatt

(6Vmax)

GN

D9-16V DC

9-16V DCUSB5V FROM

5V SOURCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP


+5V

GND

RX/0

TX/1



RXLED/17

5V 3V3 GND

ADAPTER

Plac

e on

ly

1 ju

mpe

rPl

ace

only

1

jum

per 5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

XUMPER1

XUMPER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMELATmega32U4


23/A

522

/A4

21/A

320

/A2

19/A

118

/A0

Vin

GN

D

GN

D 5V3.

3VRE

SET

NC5V

11 12 13 GN

DAR

EF2/

SDA

3/SC

L

0/RX

1/TX

2 3 4 5 6 7 8 9 10

4K7330R

+5V

INPUT uC

4K7330R

AAN-UIT SCHAKELAAR – SLECHTS 2

AANSLUITPUNTEN

4K7

WISSEL-SCHAKELAAR3 AANSLUITPUNTEN

+5V

INPUT uC 4K7

Schakelaars kunnen enkel 1 of 0 doorgeven – aan of uit, waar of niet waar. In Ardublock hebben dit soort inputs een typische ronde vorm – zoals te zien is op “digitale pin #” hieronder. Dit programma ‘kijkt’ of de schakelaar aan pin D21 is ingedrukt of niet. Als deze ingedrukt is, zal de led aan pin D13 branden.



ANALOGE INPUTS – MEETWAARDE 0-1024

I-AN POTENTIOMETER

Potentiometers zijn ideaal om een bepaalde waarde in te stellen. Bijvoorbeeld een gewenste temperatuur

of toerental. Je zou er ook een bepaalde positionering of hoekverdraaiing mee kunnen meten.

11. Potentiometers zijn regelbare weerstanden en bestaan uit een baan van resistief materiaal. In ons geval meet je tussen de twee buitenste klemmen 10KOhm. De middelste pin is verbonden aan de loper. Door de loper rond te draaien kan je de weerstand tussen de middelste en één van de buitenste pinnen vergroten en verkleinen.

12. Door de twee uiterste pinnen van de potmeter te verbinden tussen 5V en GND, wordt de spanning op de middelste pin van de potmeter nu regelbaar tussen 0 en 5V.

13. Sluit de potentiometer aan – aan één van de 6 analoge ingangen (A0, A1, A2, A3, A4, A5)

L293DH-BRIDGE

USB

TXLED

+5V OK

D13

RESET

D11 D12

SERVO

BUZZER D7

BRAINBOX ARDUINO

Vbatt(6Vm

ax)G

ND

9-16V DC

9-16V DCUSB5V FROM

5V SOURCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP


+5V

GND

RX/0

TX/1



RXLED/17

5V 3V3 GND

ADAPTER

Plac

e on

ly

1 ju

mpe

rPl

ace

only

1

jum

per 5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

XUMPER1

XUMPER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMELATmega32U4


23/A

522

/A4

21/A

320

/A2

19/A

118

/A0

Vin

GN

D

GN

D 5V3.

3VRE

SET

NC5V

11 12 13 GN

DAR

EF2/

SDA

3/SC

L

0/RX

1/TX

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Resistive material10Kohm

Slider

Dit programma leest een analoge waarde in van de potmeter – dit is steeds een waarde tussen 0 en 1024. Deze waarde wordt in de variabele ‘Pot’ gezet. Vervolgens wordt deze waarde verstuurd – via de USB kabel naar de computer. Met ‘Serial Monitor’ kan je deze waarde dan volgen op het scherm.

Als laatste dimmen we met deze waarde de led op pin D13. Analoge pincode werkt enkel met waarden tussen 0 en 255, dus we moeten de waarde

tussen 0 en 1024 eerst nog herschalen of mappen.

Serial Monitor



I-AN TEMPERATUURMETING MET MCP9700

De MCP9700 is een goedkope lineaire temperatuursensor die rechtstreeks aan een microcontroller aan te sluiten is. Deze sensor is geschikt om zonder extra kalibratie temperaturen te meten tussen -40°C en + 125°C. !!Raadpleeg de datasheet van de MCP9700 voor meer info.

De MCP9700 geeft een spanning uit die met 10mV per graad Celsius stijgt. Bij 0°C is dat 0.5 Volt. Bij 100°C is dat 1.5V. Sluit de MCP9700 aan – aan één van de 6 analoge ingangen (A0, A1, A2, A3, A4, A5)

L293DH-BRIDGE

USB

TXLED

+5V OK

D13

RESET

D11 D12

SERVO

BUZZER D7

BRAINBOX ARDUINO

Vbatt(6Vm

ax)G

ND

9-16V DC

9-16V DCUSB5V FROM

5V SOURCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP


+5V

GND

RX/0

TX/1



RXLED/17

5V 3V3 GND

ADAPTER

Plac

e on

ly

1 ju

mpe

rPl

ace

only

1

jum

per 5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

XUMPER1

XUMPER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMELATmega32U4


23/A

522

/A4

21/A

320

/A2

19/A

118

/A0

Vin

GN

D

GN

D 5V3.

3VRE

SET

NC5V

11 12 13 GN

DAR

EF2/

SDA

3/SC

L

0/RX

1/TX

2 3 4 5 6 7 8 9 10

gnd+Vs

5V Vout

MCP9700

Dit programma leest een analoge waarde in van de temperatuursensor – dit is steeds een waarde tussen 0 en 1024. Deze waarde wordt in de variabele ‘Temp’ gezet. Vervolgens wordt deze waarde verstuurd – via de USB kabel naar de computer. Met ‘Serial Monitor’ kan je

deze waarde dan volgen op het scherm. Als laatste dimmen we met deze waarde de led op pin D13. Analoge pincode werkt enkel

met waarden tussen 0 en 255, dus we moeten de waarde tussen 0 en 1024 eerst nog herschalen of mappen.

Serial Monitor



I-AN LICHTMETING MET FOTOTRANSISTOR

Hoe meer licht invalt op de fototransistor, hoe meer de transistor zal geleiden en hoe minder spanning er

over de transistor blijft staan.

L293DH-BRIDGE

USB

TXLED

+5V OK

D13

RESET

D11 D12

SERVO

BUZZER D7

BRAINBOX ARDUINO

Vbatt(6Vm

ax)G

ND

9-16V DC

9-16V DCUSB5V FROM

5V SOURCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP


+5V

GND

RX/0

TX/1



RXLED/17

5V 3V3 GND

ADAPTER

Plac

e on

ly

1 ju

mpe

rPl

ace

only

1

jum

per 5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

XUMPER1

XUMPER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMELATmega32U4


23/A

522

/A4

21/A

320

/A2

19/A

118

/A0

Vin

GN

D

GN

D 5V3.

3VRE

SET

NC5V

11 12 13 GN

DAR

EF2/

SDA

3/SC

L

0/RX

1/TX

2 3 4 5 6 7 8 9 10

C E

4K7 220R

4K7

5V

220R

L-53P3C

TO ANALOG INPUT

L-53P3C

collector

emitter

Dit programma leest een analoge waarde in van de lichtsensor – dit is steeds een waarde tussen 0 en 1024. Deze waarde wordt in de variabele ‘Licht’ gezet. Vervolgens wordt deze waarde verstuurd – via de USB kabel naar de computer. Met ‘Serial Monitor’ kan je deze waarde dan volgen op het scherm. Als laatste dimmen we met deze waarde de led op pin D13. Analoge pincode werkt enkel met waarden tussen 0 en 255, dus we moeten de waarde tussen 0 en 1024 eerst nog herschalen of mappen.



I-AN AFSTANDMETING MET INFRAROOD LICHT

L293DH-BRIDGE

USB

TXLED

+5V OK

D13

RESET

D11 D12

SERVO

BUZZER D7

BRAINBOX ARDUINO

Vbatt(6Vm

ax)G

ND

9-16V DC

9-16V DCUSB5V FROM

5V SOURCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP


+5V

GND

RX/0

TX/1



RXLED/17

5V 3V3 GND

ADAPTER

Plac

e on

ly

1 ju

mpe

rPl

ace

only

1

jum

per 5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

XUMPER1

XUMPER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMELATmega32U4

ARDUINO SHIELD CONNECTORS 23

/A5

22/A

4

21/A

320

/A2

19/A

118

/A0

Vin

GN

D

GN

D 5V3.

3VRE

SET

NC5V

11 12 13 GN

DAR

EF2/

SDA

3/SC

L

0/RX

1/TX

2 3 4 5 6 7 8 9 10

TSAL6200

REFLECTING OBJECT

AC

100R

QSD124

100R

1K

5V

220R

TSAL6200QSD124

100ROUTPUT

L293 – 5V!!PLACE XUMPER 2 @ 5V

TO ANALOG INPUT100R

I = 75mA@5V

2x100R-250mW // is 50R-500mW75mA@50R =

280mW

TSAL6200

QSD124

REFLECTING

OBJECTDISTANCES FROM 2-60cm

MAKE 5V OUTPUT TO

TSAL LED HIGH

READ ANALOG INPUT

MAKE 5V OUTPUT TO

TSAL LED LOW

C E

1K220R


Deze afstandmeter werkt met een zender en een ontvanger. Een uitgezonden infrarode lichtstraal weerkaatst

op een voorwerp. Hoe dichterbij dit voorwerp, hoe meer licht er weerkaatst en hoe meer licht er gemeten

wordt in de ontvanger.

Componenten:

IR Emitter TSAL6200 (alt for TSAL5100) Farnell: 3152856

IR Photo Transistor QSD124 (alt for BPV11F) Farnell: 2453253

4 resistors – 250mW 100R, 100R, 1K, 220R

Als zender gebruiken we een TSAL56200 IR emitter van Vishay. We werken hier met IR licht omdat dat

niet zo sterk wordt gestoord door omgevingslicht. Enkel zonlicht bevat een stevige IR component die

deze sensor zou kunnen storen. De TSAL6200 schakelen we via één van de uitgangspinnen van de

L293D H-brug omdat de stroom door de TSAL in de buurt van de 75mA ligt en dit te hoog is voor een

gewone 20mA uitgang. Door deze TSAL met een uitgang te sturen kunnen we meerdere TSAL’s in of

uitschakelen zonder dat ze elkaar storen. Let er op dat we de TSAL6200 hier sturen met een 5V signaal

– de ‘VPOWER SOURCE SELECT’-jumper van de Brainbox Arduino moet hier dus op 5V staan. De H-brug

werkt niet op USB power!



Als ontvanger gebruiken we een QSD124 Fototransistor. Deze sensor heeft een extra filter die enkel IR

licht binnen laat. Deze sensor is een fototransistor die meer in geleiding gaat als er mee licht op invalt.

De spanning over de weerstand die we binnenlezen in onze uC is dus omgekeerd evenredig met de

afstand.

Kortere afstand -> meer IR licht weerkaatst -> Transistor meer in geleiding -> Spanning over R(1K)

stijgt.

In het programma hieronder dooplopen we een aantal stappen:

• We maken powerpin D5 hoog zodat de infrarode led zal beginnen stralen. Dit licht is niet te zien met het blote oog, maar wel met de meeste camera’s van mobiele telefoons.

• De IR fototransistor is aangesloten op A0, die analoge waarde lezen we binnen in variabele ‘AFSTAND’, maar we inverteren die (grote afstanden gaven immers een kleine waarde terug en omgekeerd)

• Deze waarde sturen we naar de PC, zodat die met ‘serial monitor’ kan gevisualiseerd worden • Met deze waarde dimmen we ook de led aan pinD13 – geschaald van 0-1024 naar 0-255 • Tot slot zetten we de zendled terug uit na deze meting omdat die veel stroom trekt.



I2C COMMUNICATIE

I2C LCD

Sinds enkele jaren zijn er een aantal heel goedkope LCD’s op de (Chineese-) markt. Deze LCD’s hebben een extra printje achteraan dat I2C signalen omzet naar LCD signalen. I2C is een protocol dat veel gebruikt wordt om sensoren en actuatoren aan te sluiten met slechts 4 draden: GND, 5V, SCL, SDA. Sluit deze LCD correct aan zoals hieronder aangegeven.

L293DH-BRIDGE

USBTXLED

+5V OK

D13

RESET

D11 D12

SERVO

BUZZER D7

BRAINBOX ARDUINO

Vbatt(6Vm

ax)G

ND

9-16V DC

9-16V DCUSB5V FROM

5V SOURCE SELECT

Vbatt-0.7V

+5V

MOSI/16

GND

SCK/15

RESET

MISO/14ISP


+5V

GND

RX/0

TX/1



RXLED/17

5V 3V3 GND

ADAPTER

Plac

e on

ly

1 ju

mpe

rPl

ace

only

1

jum

per 5V FROM

ADAPTER7-16VVBatt

XUMPER1

XUMPER2

+5V

+5V

+5V

+5V

ATMELATmega32U4


23/A

522

/A4

21/A

320

/A2

19/A

118

/A0

Vin

GN

D

GN

D 5V3.

3VRE

SET

NC5V

11 12 13 GN

DAR

EF2/

SDA

3/SC

L

0/RX

1/TX

2 3 4 5 6 7 8 9 10

GNDVCCSDASCL

LIBRARY INSTALLEREN

Om deze I2C LCD’s te kunnen aansturen onder Ardublock / Arduino IDE moet je eerst de bijpassende library downloaden en installeren onder IDE.

1- download de "LiquidCrystal_I2C" library van https://bitbucket.org/fmalpartida/new-liquidcrystal/downloads

2- V1.3.4 is getest - unzippen is niet nodig 3- in Arduino IDE: Sketch >> include library >> add .ZIP library – selecteer de library zip file 4- Deze library is nu geïnstalleerd onder 'mydocs'->Arduino : je kan deze hier ook verwijderen



I2C ADRESSEN

De meest voorkomende I2C adressen: 0x27, 0x20, 0x3F

Indien deze niet werken, dan kan je een I2C adres scanner gebruiken: http://playground.arduino.cc/Main/I2cScanner

In onderstaand programma worden achtereenvolgens volgende stappen gezet:

• LCD Light on – zet de blauwe backlight aan – op I2C adres 0x27 • Set Integer: lees analoge waarde binnen van pin A0 en zet deze in var: “x” • LCD CLEAR: Wis alle tekst op de LCD • 16by2: Stuur de tekst ‘var x=’ naar de LCD en kleef hier de waarde van var ‘x’ bij aan, zet deze regtel op

lijn 1, karakter 1 – dus links bovenaan de LCD. Het I2C adres van deze LCD is 0x27 • Wacht 300msec om een duidelijk beeld te krijgen zonder flikkering.

Documents

STEM & ARDUINO - EERSTE GRAAD - E2CRE8€¦ · mail Graphics worden in High-Res aangeleverd . CURSUS ARDUBLOCK BRAINBOX ARDUINO / AVR / ROBOT December2017 [email protected]